在直流电作用下，水分子在阴极发生还原反应，生成氢气和氢氧根离子（OH–），氢氧根离子在电场和氢氧侧浓度差的作用下穿过隔膜到达阳极，在阳极一侧发生析氧反应，生成氧气和水。电解槽装配时浸没在高浓度（20%~30%）的KOH 溶液中，此时离子电导率比较大，主要缺点是电解液具有腐蚀性，NaOH 和NaCl 溶液也可作电解液，但不常用。碱槽的电解池分成两个电极，电极将气密隔膜分开。由于隔膜的阻碍，氢气和氧气不会通过隔膜混合在一起，但是电解液却可以通过隔膜进入另一侧。制氢系统运行时，氢气和碱液的混合液以及氧气与碱液的混合液分别经过气水分离器，将气体和溶液分离，碱液回流至电解槽，氢气和氧气分别进入纯化装置提纯后进行收集。电解水制氢是一个重要的工业应用，氢气可以用于工业脱碳和作为未来的能源载体。锡林郭勒工业电解水
电解的本质：电能推动电解质溶液中的水分子在电极上发生电化学反应，生成氢气与氧气。理论电量：根据法拉第定律，电极反应产物的质量与通入的电量成正比，制取1Nm3氢气和0.5Nm3氧气需要的电量为2390Ah，即1mol氢和0.5mol氧的理论电量为53.6Ah。电压要求：要进行电解，必须在一对电极上加上一定的直流电压，使电流流过电解槽。U=E+IR+ηH+ηO（操作电压=水的理论分解电压+电解电流x电解总电阻+氢超电压+氧超电压）。总电阻电压IR（欧姆损失）由V液、V隔、V极、V接共同组成，当电解材料良好时，操作正常时，后3项影响很小，所以，操作电压主要包括理论分解电压、超电压和电解液电压损失。极间电压或小室电压，一般为1.8~2.5V。张家口PEM电解水制氢设备厂家但该制氢方式需要消耗大量的电能，其中电价占总氢气成本的60%~80%。
阴离子交换膜电解水技术(AEM)AEM是较为新兴的电解水制氢技术，尚处于研发阶段。备受关注的原因是其采用阴离子交换膜作为电解质，将ALK的低成本和PEM简单、高效的优点相融合。现阶段的研究重点阴离子交换膜材料开发和机理研究，主要以国外大学，国家实验室等科研机构主导（如NortheasternUniversity,LosAlamos,UniversityOregon,GeorgiaTech等）。其与PEM的根本区别在于将膜的交换离子由质子换为氢氧根离子。氢氧根离子的相对分子质量是质子的17倍，这使得其迁移速度比质子慢得多。AEM的优势是不存在金属阳离子，不会产生碳酸盐沉淀堵塞制氢系统。AEM中使用的电极和催化剂是镍、钴、铁等非贵金属材料，且产氢的纯度高、气密性好、系统响应快速，与目前可再生能源发电的特性十分匹配。但AEM膜的机械稳定性不高，AEM中电极结构和催化剂动力学需要优化。AEM电解水技术处于千瓦级的发展阶段，在全球范围内，一些研究组织/机构正在积***力于AEM水电解槽的开发，为了扩大这项技术的商业应用，仍然需要一些创新与改进。
阳离子/质子交换膜水电解技术(PEM)该技术是指使用质子（阳离子）交换膜作为固体电解质替代了碱性电解槽使用的隔膜和液态电解质(30%的氢氧化钾溶液或26%氢氧化钠溶液)，并使用纯水作为电解水制氢原料的制氢过程。和碱性电解水制氢技术相比，PEM电解水制氢技术具有电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点，并且，PEM电解水制氢技术工作效率更高，易于与可再生能源消纳相结合，是目前电解水制氢的理想方案。但是由于PEM电解槽需要在强酸性和高氧化性的工作环境下运行，因此设备需要使用含贵金属(铂、铱)的电催化剂和特殊膜材料，导致成本过高，使用寿命也不如碱性电解水制氢技术。电解水制氢作为目前绿氢制备手段之一，备受世界各国关注。
AEM电解池是组成AEM电解系统的基本单位，多个AEM电解池一起组成了AEM电解模块。大量的AEM电解模块和多个辅助系统一起构成了AEM电解水系统。AEM电解模块与PEM电解槽结构类似，其辅助系统包括氧气处理和干燥系统、水箱、水处理净化系统和交流直流转换器等设备。阴离子交换膜AEM电解池的关键组成部分为阴离子交换膜组，由有机阳离子聚合物骨架和共价附着在骨架上的阳离子组成。阴极材料、阳极材料和阴离子交换膜是AEM电解池的，直接影响着AEM电解池的工作效率和设备寿命。绿氢价格受电价、设备成本、运行成本、绿氢市场及政策等影响，目前与蓝氢相比仍不具优势。承德本地电解水
电解水制氢作为一种清洁、高效的制氢方式，具有广泛的应用前景。锡林郭勒工业电解水
电解水制氢：电解水制氢中，电耗和折旧构成其主要成本。估算基准情形下碱性和PEM电解水制氢单位成本分别为21.85和25.29元/kg，电耗成本分别占总成本的86%和70%。从产能布局来看，中国和欧洲企业产能规模，主要参与者积极扩产。从出货规模来看，考克利尔竞立、派瑞氢能和隆基氢能居国内企业梯队。GGII统计，2022年我国电解水制氢设备出货量722MW（含出口同比增长106%。考克利尔竞立出货230MW，排名维持。目前全球氢气生产以化石燃料制氢为主，清洁制氢存在替代空间。未来清洁制氢方案将成为主要增量，电解水制氢产量将从2021年的不到4万吨大幅增长至6170万吨；耦合CCUS的化石燃料制氢产量将从2021年的60万吨增长至3300万吨，清洁制氢方案将成为主流。锡林郭勒工业电解水
